预应力桥梁设计技术探析

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1、预应力桥梁设计技术探析　　摘要预应力桥梁是其中重要的结构形式之一，对其设计技术进行深入探讨，不仅是能保证桥梁设计的质量，更是不断钻研、努力提高我国工程建设技术水平的重要措施。预应力混凝土桥梁已经被广泛运用于板式桥、T形梁桥、连续箱形梁桥等形式中。关键词预应力；桥梁；设计；技术中图分类号：K928文献标识码：A1.前言近年来，我国的基础设施发展很快，包括高速公路和快速铁路总里程不断增长，桥梁技术也有不少新的突破。我国积极吸收国外结构力学、材料学、建筑工程学的最新科技成果，在黄河、长江等大江大河上和沿海区域，建设成功了

2、一大批有高技术含量、有代表性的世界级桥梁。包括斜拉桥、悬索桥、拱桥、PC连续钢构桥、板式桥、立交桥等各种桥梁建筑形式技术发展已经很成熟了，在实践中也得到了充分的运用。其中预应力桥梁是其中重要的结构形式之一，对其设计技术进行深入探讨，不仅是能保证桥梁设计的质量，更是不断钻研、努力提高我国工程建设技术水平的重要措施。2．预应力桥梁设计2.1预应力桥梁的适用范围和特点7随着高等级公路、一般公路、铁路的大规模建设，我国中小跨径的桥梁技术逐步完善、工程质量不断提高。预应力混凝土桥梁已经被广泛运用于板式桥、T形梁桥、连续箱形梁

3、桥等形式中。其中，板式桥是公路桥梁中量大面广的最常用桥型，它构造简单、受力明确，占耕地少，节省工程土方量。普通钢筋混凝土板梁跨径一般在13m以下，而预应力混凝土板式梁的经济跨径可以达到25m，节约了大量建设费用[1]。预应力混凝土T形梁的优点是结构简单、受力确定、架设安装方便、节省材料、跨越能力较强，其最大跨径以不超过50m最为适宜。箱形截面梁也特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥，由于嵌固在箱形梁上的悬臂板的长度可以有较大幅度的变化，并且腹板间距也能放大，而且箱梁有较大的抗扭刚度，因此箱梁能在独立柱支墩上建成

4、弯斜桥。2.2预应力混凝土梁桥的设计技术对于简支体系的梁桥，当跨径超过20～25m时，由于跨中恒载弯矩和活载弯矩迅速加大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，会耗用大量材料，而且安装重量增加也会给施工造成困难，这种情况下一般可以采用预应力混凝土梁桥。但是如果需要跨越更大的跨度时，采用悬臂梁或连续梁桥，既可以增大桥梁跨径，还能减少工程材料用量，节省费用。因此预应力混凝土连续梁桥是应用最为广泛的桥梁形式之一。72.2.1预应力连续梁桥的截面设计预应力混凝土连续梁的横截面形式有板式、肋梁式、小箱梁、箱梁，它的设计截面选择与桥

5、梁的跨径、静力体系、荷载、使用要求和施工条件密切相关。板式和肋梁式截面设计设计板式和单T梁式截面一般适用于跨径小于40m的城市高架桥和跨线桥。跨径在24～37m范围内，多采用一种宽而矮肋的单T梁（称为脊梁），肋宽可达3～4m，高度较矮，两边挑出长悬臂。此桥形常用独柱墩，墩梁固结。如果跨径在40～60m之间，可以考虑采用双T形截面或槽形截面[2]。板式截面设计板式截面分为实体板式截面和空心板式截面。矩形实体板式截面使用较少，曲线形板式截面应用相对较多。实体板式截面变截面跨中板厚为支点截面的1/1.2～1/1.5倍。空

6、心板式截面常用于跨径为15～30m的连续板梁桥，板厚0.8～1.5m。箱形截面设计7常见的箱形截面设计形式有单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室等。已建成的跨径超过60m的预应力混凝土梁桥多采用箱形截面设计，它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大[3]，对于采用悬臂施工的桥梁尤为有利。如果桥面宽度较大，在22～32m之间，如果还采用单箱单室截面，为加强长悬臂板的抗弯刚度，则需在悬臂板上设置横梁加劲，并在每一根横梁上施加横向预应力筋。2.2.2.预应力桥梁的预应力筋的设计布置由于连续梁是超静定结构，若将连续梁中间支承截面的刚

7、度加大，如变高度梁，可以调低跨中的正弯矩，使得预应力钢筋的大部分可以布置在梁的顶部，便于张拉施工。虽然中间支承处的负弯矩有所加大，但梁的高度也相应加高，不致引起钢筋用量的增多。7连续梁主梁的内力有三个：纵向受弯、受剪、横向受弯，三向预应力就是为了抵抗这三种内力。预应力筋的数量和布置位置需要根据结构在使用阶段的受力状态予以确定，同时还要满足施工各阶段的受力需要。沿桥跨方向的纵向力筋又称为主筋，是用于保证桥梁在恒载、活载作用下纵向跨越能力的主要受力钢筋，可设计布置在顶、底板和腹板中。它一般根据施工中采用顶推法、先简后支

8、连续施工法、悬臂施工法中的某一种方法而确定纵向预应力筋布置方式；横向预应力筋用以保证桥梁的横向整体性、桥面板和横隔板横向抗弯能力的主要受力，一般设计布置在横隔板和顶板中。由于所剩空间有限，箱形截面的横向预应力筋趋向于采用扁锚体系，以节省布筋所需空间；竖向预应力筋设计在腹板中，主要作用是提高截面的抗剪能力，其在梁体腹板内沿纵向的布置间距可以根据竖向剪力的分布而